Na jakiej zasadzie działają pompy ciepła?

Czy wiesz, na jakiej zasadzie działają pompy ciepła? To drugie rozwiązanie obok fotowoltaiki, dzięki któremu Polacy i Polki coraz częściej korzystają z odnawialnych źródeł energii. Pompy ciepła zapewniają dostęp do ciepłej wody użytkowej oraz odpowiadają za ogrzewanie domów – robią to w oszczędny, a jednocześnie niezwykle efektywny sposób. Dowiedz się, jak działa pompa ciepła, ile kosztuje oraz, czy jej instalacja jest opłacalna.

Co to jest pompa ciepła?

Zanim wyjaśnimy, na jakiej zasadzie działają pompy ciepła, kilka słów o tym, czym one w ogóle są. Są to urządzenia, które służą do pobierania energii cieplnej z otoczenia obiektu, w którym je zainstalowano. Źródłem energii może być powietrze, woda lub grunt, a więc zasoby naturalne. Dlatego też jest to rozwiązanie technologiczne zaliczane do odnawialnych źródeł energii – OZE.

Pompa pobiera ciepło ze wspomnianych wcześniej źródeł, a następnie – dzięki zasilaniu energią elektryczną – ogrzewa budynek i jego wodę użytkową. Może też pomóc w chłodzeniu obiektu w trakcie upałów. Pompa ciepła potocznie jest rozumiana zarówno jako urządzenie do pobierania i przetwarzania energii, jak i źródło górne, czyli, najprościej mówiąc, połączoną instalację grzewczą. Najczęściej spotykanym rozwiązaniem są ogrzewania płaszczyznowe, np. podłogowe.

Pompy ciepła są obecnie podstawą wyposażenia pasywnych, nisko- lub zeroenergetycznych domów, wybudowanych z myślą o ekologicznej eksploatacji. Co ciekawe, powstanie i upowszechnienie urządzeń jest zasługą badań prowadzonych już od pierwszej połowy XIX wieku.

Na jakiej zasadzie działają pompy ciepła?

Teraz pokrótce omówimy podstawowe zasady działania pompy ciepła. Najłatwiej wytłumaczyć to na przykładzie lodówki, której praca polega na usuwaniu ciepła z wnętrza i przekazywaniu go na zewnątrz urządzenia. Pompa ciepła działa... odwrotnie niż lodówka, tj. usuwa ciepło z przestrzeni zewnętrznej, wprowadzając je do budynku. Jest to możliwe dzięki zasadzie fizycznej znanej powszechnie jako efekt Joulea-Thomsona.

Istnieją różne rodzaje pomp – ich odmienność wynika z wykorzystania różnych źródeł ciepła. Jeśli jest nim powietrze, urządzenie zasysa je przez wentylator, a więc ciepło jest przenoszone bezpośrednio z otoczenia domu. Jeżeli natomiast źródłem jest grunt lub woda gruntowa, ciepło jest absorbowane przez ciecz w rurach dolnego źródła. To roztwór glikolu, który nie zamarza. Ponieważ ciecz znajduje się w obiegu, dostarcza pobrane ciepło do właściwej pompy.

Pompa ciepła też dysponuje własnym obiegiem z gazowym czynnikiem chłodniczym. Energia z otoczenia jest przekazywana do czynnika chłodniczego w elemencie systemu zwanym parownikiem. Tym samym następuje odparowanie czynnika chłodniczego, a para trafia do sprężarki i podgrzewa czynnik. W elemencie zwanym skraplaczem następuje skroplenie gorącego czynnika chłodniczego pod ciśnieniem. W tym momencie jest oddane ciepło. Skroplony czynnik jest transportowany do zaworu rozprężnego, gdzie – zgodnie z nazwą – ciśnienie zmienia się na mniejsze. Czynnik staje się znów ciekły.

Pompa stałaby się całkowicie zbędna, gdyby budynek był pozbawiony instalacji grzewczej oraz zasobników do magazynowania ciepła. Instalacja połączona z pompą przejmuje ciepło ze skraplacza i wykorzystuje je, przekazując do zbiornika wody grzewczej lub ciepłej wody użytkowej. Warto podkreślić, że najefektywniej sprawdza się do ogrzewania płaszczyznowego – a więc sufitowego, ściennego lub podłogowego. To ostatnie cieszy się bardzo dużą popularnością także ze względu na praktyczny charakter, który wynika z braku konieczności montowania grzejników.

Rodzaje pomp ciepła

Pompa ciepła ma inną zasadę działania w zależności od tego, skąd pobiera energię. Jak już wspomnieliśmy, urządzenia dzieli się przede wszystkim na trzy rodzaje – pobierające ciepło z gruntu, powietrza lub wody.

Jak działa pompa ciepła gruntowa?

Jak działa pompa ciepła gruntowa? Pobiera ciepło z gruntu, a więc wykorzystuje energię geotermalną. Jest to na tyle wydajny proces, że urządzeniem można ogrzać budynek, nie korzystając z dodatkowych źródeł, np. pieca gazowego.

Jak działa pompa ciepła powietrzna?

Jak działa pompa ciepła powietrzna? Urządzenie zasysa powietrze z otoczenia budynku i wykorzystuje tę energię. Pompy ciepła dzieli się na powietrzno-powietrzne oraz woda-powietrze. Te pierwsze w pewnym sensie działają jak klimatyzator do dogrzewania wnętrz. W drugim przypadku ciepło z powietrza ogrzewa czynnik w wewnętrznym obiegu.

Ile prądu zużywa pompa ciepła?

Ile prądu pobiera pompa ciepła? Zależy to m.in. od jej mocy. To jednak niejedyny parametr, który ma istotne znaczenie. Należy też sprawdzić współczynniki COP, SCOP oraz SPF.

• COP – Coefficient Of Performance
• SCOP – Seasonal Coefficient Of Performance
• SPF – Seasonal Performance Factor

Współczynnik COP wskazuje na efektywność urządzenia i określa relację między ilością energii przekazanej do instalacji grzewczej a ilością energii, która została pobrana z sieci. Im wyższy COP, tym wydajniejsza, a zatem lepsza jest pompa ciepła. Pamiętaj, aby porównywać sprzęt również pod tym kątem.

To, ile kosztuje pompa ciepła, ma spore znaczenie. Skoro jednak decydujesz się na inwestycję zorientowaną na wiele lat użytkowania, kieruj się takimi parametrami jak właśnie efektywność. Miej też na uwadze, że współczynnik COP ustala się w warunkach testowych, które mogą odbiegać od rzeczywistych. Z kolei współczynnik SCOP jest analogicznym współczynnikiem, ale sezonowym, ponieważ dotyczy szacowanej efektywności w sezonie grzewczym, a to czyni go bardziej praktycznym z perspektywy użytkownika.

Współczynnik SPF jest tak naprawdę współczynnikiem SCOP, ale... ustalanym na podstawie rzeczywistych danych dla Twojego budynku i urządzenia. Przy jego obliczaniu bierze się pod uwagę temperatury na zewnątrz obiektu oraz zmienne zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową i ciepło. Służy głównie sprawdzeniu efektywności gotowych realizacji i pozwala wyciągać wnioski na przyszłość.

Jakiej mocy powinna być pompa ciepła?

Jakiej mocy pompa ciepła będzie najlepsza? Wybór urządzenia wynika z Twojego zapotrzebowania na ciepło. Przed inwestycją należy wykonać profesjonalny audyt oraz dokładne obliczenia. To pozwoli idealnie dobrać moc i inne parametry urządzenia do budynku, któremu ma zapewnić wydajne działanie oraz oszczędności. Zwracamy też uwagę, że przy pompach ciepła wskazuje się następujące moce:

• grzewczą,
• elektryczną,
• chłodniczą.

Moc grzewcza, czyli Pg, odzwierciedla energię, która jest dostarczana do systemu grzewczego przez sprężarkę. Jej optymalną wielkość oblicza się, mnożąc powierzchnię obiektu przez zapotrzebowanie na moc.

Moc elektryczna, czyli Pe, oznacza zapotrzebowanie energetyczne urządzenia. Pompa zwykle potrzebuje do działania ok. 25% prądu, a pozostałe 3/4 zapotrzebowania zaspokaja dolne źródło ciepła.

Moc chłodnicza, czyli Pch, wskazuje, z jaką maksymalną mocą sprężarka może pobierać ciepło, np. z gruntu.

Odpowiednią moc urządzenia można zatem ustalić na podstawie indywidualnego zapotrzebowania. Służą do tego m.in. specjalne kalkulatory mocy pomp ciepła. Ostatecznie jednak najbardziej liczą się profesjonalne kalkulacje firm odpowiedzialnych za projekt, montaż i wdrożenie systemu w Twoim budynku. To od tego zależy efektywne działanie pompy ciepła.

Czy pompa ciepła się opłaca?

Masz wątpliwości, czy pompa ciepła się opłaca? Jest to opłacalna inwestycja z prostego powodu – pozwala wydajnie wykorzystać naturalne zasoby w pobliżu domu. Jeśli urządzenie ma odpowiednią moc, efektywność i zostało dopasowane np. do ogrzewania podłogowego, jesteś w stanie zrezygnować z tradycyjnych źródeł ciepła i ciepłej wody użytkowej. Ponieważ pompa ciepła to urządzenie pobierające prąd, dobrym rozwiązaniem jest też inwestycja w instalację fotowoltaiczną, aby zminimalizować rachunki za energię elektryczną.

Ile kosztuje pompa ciepła?

Ile kosztuje ogrzewanie pompą ciepła? Koszt jest bardzo indywidualny i zależy m.in. od:

• renomy producenta urządzenia,
• mocy,
• zapotrzebowania na energię w konkretnym budynku,
• dodatkowego wyposażenia i prac montażowych.

Tempo zwrotu inwestycji jest też wprost uzależnione od aktualnych i prognozowanych cen za energię elektryczną. Pompa ciepła i fotowoltaika należą do OZE, dlatego na ich zakup i montaż stosunkowo łatwo pozyskać dotację, np. ze środków ministerialnych lub samorządowych. Oprócz tego banki oferują liczne pożyczki i kredyty na wszystkie rodzaje pompy ciepła.

Jaka pompa ciepła jest najlepsza?

Jaka pompa ciepła będzie najlepsza w przypadku Twojego domu? Jej wybór warto konsultować z profesjonalną firmą, która działa kompleksowo, a więc nie tylko sprzedaje urządzenia. Dobór pompy ciepła nie może być przypadkowy – specjaliści pomogą Ci ocenić zapotrzebowanie oraz określić, który rodzaj sprzętu sprawdzi się najlepiej.

Podsumowanie

Wiesz już, co to jest pompa ciepła – to dobry punkt wyjścia do podjęcia decyzji o inwestycji. Wyjaśniliśmy też, na jakiej zasadzie działają pompy ciepła oraz ile kosztuje. Dzięki temu rozwiązaniu możesz zaoszczędzić pieniądze, które do tej pory były przeznaczone na opłatę rosnących zresztą rachunków. To ważna informacja, ponieważ zarówno pompa ciepła, jak i panele fotowoltaiczne, mogą być dofinansowane np. za pomocą rządowej dotacji. Ogrzewanie domu może być dużo prostsze i co najważniejsze – tańsze. Nie pozostaje więc nic innego jak zaplanować inwestycję przy okazji budowy lub remontu, czy termomodernizacji domu.

‍